配电网节能降耗技术浅析范文

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摘要：

自农网建设和改造工程实施以来，农网架构得到明显改善，但随着农村经济的快速发展，对农网的供电能力和供电质量提出了更高要求，对此文章进行了初步研究，提出了设备及系统的研究方向。

关键词：

配电网；节能降耗；控制技术

1配电网的发展趋势

对中低压配电网的电能质量进行综合控制，同时进行节能降耗，是电网发展规划和建设的必然趋势。应用实用技术建设一个结构相对合理、低网损、高供电质量的智能农网已是大势所趋。

2电能质量综合治理目前具备的条件

目前电力电子功率变换技术、瞬时无功功率控制技术、网络智能化技术以及无线通信技术发展迅速，可以通过上述技术研制出小型化、智能化的治理装置，提高农村电网的供电质量，用智能化手段对配电网进行离线与在线的监控，使农网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态成为可能。

3治理装置的基本要求

（1）结构简单。

（2）提高功率因数，能做到各相分补，改善三相不平衡，节能降耗。

（3）提高末端电压合格率。

（4）实时监测并上传配电网数据。

4新型节能设备和综合控制系统的基本描述

4.1新型节能设备原理概述

新型节能设备基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流和谐波电流，实现快速连续动态无功补偿和谐波治理的目的。同时，能够动态地提供电压支撑，阻尼系统振荡、抑制电压闪变、改善三相不平衡等作用。图1为柔性无功调节原理图，将系统看作一个电压源，无功柔性调节装置可以看作一个可控电压源，连接电抗器或者可以等效成一个线形阻抗元件。电能质量的优化控制的基本原理以三相电路瞬时无功功率理论为基础，通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤除电网谐波目的。此外，还可提供超前或滞后的无功电流，用于改善电网功率因数、实现动态无功补偿。如图2所示为新型节能设备进行电能质量优化治理的原理示意图，通过优化治理的效果可达95%以上。

4.2综合控制系统概述

配电网节能优化与电能质量综合控制系统具备采集电网电能质量、配网数据、调度数据的能力，拓扑架构如图3，根据采集的数据进行综合分析，能够给出电能质量状况的综合报表，通过报表结果进一步提出治理决策支持并对底层各种设备进行控制，如针对谐波污染治理的APF设备，补偿无功功率的SVG设备，具备治理谐波污染，优化三相不平衡和补偿无功功率的统一电能质量控制器等，达到全面优化协调控制的目的。能够对各种底层设备的状态进行监测，实现远程控制。配电网节能优化控制系统分为硬件采集控制层、通讯集成层、软件应用层、组态展示层。其中软件应用层和数据集成层的交互采用C/S结构，当图表数据、评估报表和自定义报表通过管理平台定义后，用户对数据的浏览查看均采用B/S方式连接到WEB服务器；并且通过WEB方式，还能实现简单的查询分析功能。主站系统通过兼顾C/S、B/S的优点，在满足系统实时性、高可靠性、高灵活性的同时实现了免维护的瘦客户端。本系统总体架构采用多层次分布式的处理架构，能够高效地即时处理，系统良好的扩展性，具有高度灵活性和鲁棒性。整个系统总体上分为四个层次：

（1）硬件采集控制层：包括各种数据采集单元、监测单元、控制单元、可控SVG、可控APF、电能质量监测装置等。

（2）通讯数据集成层：通讯数据集成层包括对各种采集单元、监测单元、控制单元的数据集成，同时为了满足上层软件应用层的分析和控制硬件采集控制层的需要，数据集成层也为PMIS\SCADA\PMIS\GIS等系统提供数据接口。该层主要完成数据采集和存取功能，同时负责数据整合的工作。

（3）软件应用层：为了保证系统的兼容性、可移植性和灵活性，本系统定义了软件应用层。该层接受展示层的输入请求，并根据请求执行相应的逻辑功能，同时判断是否需要访问系统资源。业务逻辑层是实际处理功能逻辑的层次，负责完成对数据的计算分析评估等处理，同时该层还需要一些系统级的服务，如安全管理、事务管理、设备控制、资源管理等。

（4）展示层：采用组态软件完美展示从各种设备单元到软件应用系统各个环节的状态、包括开关、电抗、电容器状态，电压、电流等数据。展示层同时提供web浏览和人机交互界面，用户可以直接通过展示层浏览和控制系统任何硬件单元。

作者:巩凡 孙晓飞 单位:国网日照供电公司 国网山东莒县供电公司